Tumedat ainet ei saa ükski meie instrument näha ega tuvastada. Kuidas me siis teame, et see tegelikult olemas on?
Kujutage ette, et Universum oli pirukas ja sa lõikasid selle maitsvateks osadeks, mis vastavad proportsioonidele. Suurim osa pirukast, 68%, läheks tumedale energiale, see salapärane jõud, mis kiirendab Universumi laienemist. 27% läheks tumedasse ainesse, salapärasesse ainesse, mis ümbritseb galaktikaid ja suhtleb ainult gravitatsiooni kaudu. Vaid 5% sellest pirukast läheks tavalisele tavalisele ainele - kraamile, millest on tehtud tähed, planeedid, gaas, tolm ja inimesed.
Tumedale ainele on antud see nimi, kuna see ei näi kuidagi tavalise mateeriaga suhelda. See ei põrka sellega kokku ega ima sellest energiat. Me ei saa seda ühegi oma instrumendiga näha ega tuvastada. Me teame, et see on olemas ainult seetõttu, et näeme selle raskuse mõju.
Nüüd võite öelda, et kui me ei tea, mis see asi on, ja me ei suuda seda tuvastada. Kuidas me teame, et see seal tegelikult on? Kas pole seda tõenäoliselt seal nagu draakonid? Kuidas me teame, et tume aine on tegelikult olemas, kui meil pole aimugi, mis see tegelikult on?
Oh, see on olemas. Tegelikult teame peaaegu kõike, et see on olemas. Tumeda aine teooriaks oli Fritz Zwicky esmakordselt 1930. aastatel, et arutada galaktikaparvede liikumist, kuid tänapäevaseid arvutusi tegi Vera Rubin 1960. ja 70. aastatel. Ta arvutas, et galaktikad keerlevad kiiremini kui peaks. Nii kiiresti, et nad peaksid end üksteisest lahti rebima nagu lapsed, kes lahkuvad.
Rubin kujutas ette, et iga galaktika on takerdunud tohutu tumeda aine halo sisse, mis varustas gravitatsiooni galaktika koos hoidmiseks. Kuid seda kraami tegelikult tuvastada polnud võimalik, seetõttu pakkusid astronoomid välja teised mudelid. Võib-olla ei tööta gravitatsioon nii, nagu me arvame, et see toimub suurte vahemaade tagant.
Kuid viimastel aastatel on astronoomid saanud tumeda aine paremini ja paremini avastada, hoolimata sellest, et selle raskusjõud avaldab kõnniteele, mida valgus universumi läbimisel võtab. Kui valgus liigub läbi tumeaine piirkonna, moonutab selle rada gravitatsioon. Sirgjoone asemel painutatakse valgus edasi-tagasi sõltuvalt sellest, kui palju tumedat ainet läbib.
Ja siin on hämmastav osa. Seejärel saavad astronoomid kaardistada taeva tumeda aine piirkonnad, vaadates ainult valguse moonutusi ja töötades seejärel tagasi, et välja selgitada, kui palju sekkuvat tumedat ainet seal vaja oleks.
Need tehnikad on muutunud nii keerukaks, et astronoomid on avastanud ebaharilikud olukorrad, kus galaktikad ja nende tumeaine on teineteisest lahti riisunud. Või tumeaine galaktikad, millel pole tähtede moodustamiseks piisavalt gaasi. Nad on lihtsalt hiiglaslikud tumeda aine plekid. Astronoomid kasutavad isegi tumedat ainet gravitatsiooniläätsedena kaugemate objektide uurimiseks. Neil pole aimugi, mis on tumeaine, kuid nad saavad seda siiski teleskoobina kasutada.
Nad pole kunagi tumeda aine osakesi hõivanud ega ole neid laboris uurinud. Üks Suure Hadroni põrkeseadme järgmistest ülesannetest on proovida genereerida osakesi, mis vastavad tumeaine omadustele, nagu me sellest aru saame. Isegi kui LHC ei loo tegelikult tumedat ainet, aitab see kitsendada praegusi teooriaid, aidates loodetavasti füüsikutel keskenduda selle mõistatuse tegelikule olemusele.
Nii töötab teadus. Keegi märkab midagi ebaharilikku ja seejärel pakuvad inimesed välja teooriad selle selgitamiseks. Teooriat, mis vastab tegelikkusele kõige paremini, peetakse õigeks. Me elame kaasaegses maailmas, kus juba sajandeid on tõestatud nii palju teaduslikke teooriaid: mikroobe, gravitatsiooni, evolutsiooni jne. Kuid tumeda ainega olete elus ajal, mil see on mõistatus. Ja kui meil veab, näeme, et see on lahendatud meie elu jooksul. Või pole siin ju mingit tumedat ainet ja me õpime oma universumis midagi täiesti uut. Teadus, see kõik on teie enda otsustada.
Mis te arvate, mis on tume aine? Räägi meile allolevates kommentaarides.
Podcast (heli): allalaadimine (kestus: 4:46 - 4,4 MB)
Telli: Apple'i taskuhäälingusaated | Android | RSS
Podcast (video): allalaadimine (kestus: 5:09 - 60,1 MB)
Telli: Apple'i taskuhäälingusaated | Android | RSS
